届高考物理一轮复习牛顿运动定律复习与巩固Word格式文档下载.docx

届高考物理一轮复习牛顿运动定律复习与巩固Word格式文档下载.docx

《届高考物理一轮复习牛顿运动定律复习与巩固Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考物理一轮复习牛顿运动定律复习与巩固Word格式文档下载.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，指出物体能够保持原有的速度沿直线运动，但是他们并没有弄清楚是什么原因使物体保持这个速度，也没有弄清楚是什么原因改变了物体的速度。

2、牛顿第一定律

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

理解：

①保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；

物体的运动不需要用力来维持；

②要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因

关注：

力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。

力不是产生速度的原因，力也不是维持速度的原因。

3、质量是惯性大小的唯一量度

一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。

惯性反映了物体运动状态改变的难易程度。

惯性是物体本身固有的属性，跟物体的运动状态无关，跟物体的受力无关，跟物体所处的地理位置无关，质量是物体惯性大小的量度。

1、关于物体的惯性，下述说法中正确的有（）

A．运动速度大的物体不能很快停下来，是因为物体运动速度越大，惯性也越大；

B．人推不动一辆大卡车，是因为大卡车的惯性很大；

C．快速飞来的乒乓球，可以用球拍在很短时间内将其打回去，是因为乒乓球的惯性很小；

D．在远离星球的宇宙空间中的物体不存在惯性；

E．物体受外力大，惯性大；

受外力小，惯性大

【答案】C

【解析】质量是惯性大小的唯一量度，因此A、E错误。

惯性是我们这个宇宙中一切有质量的物体都有的一种属性，因此D错误。

对于B选项，人推不动卡车，并不是因为车的惯性大，而是车受到地面的阻力大；

试想，如果卡车放在非常光滑的冰面上，用比较小的力气就能够推动它；

所以B错误。

因此，C选项是正确的。

2、关于物体的惯性，下述说法中正确的有（）

A．运动速度大的物体不能很快停下来，是因为

物体运动速度越大，惯性也越大；

B．物体受外力大，惯性大；

受外力小，惯性大；

C．快速飞来的乒乓球，可以用球拍在很短时间内将

其打回去，是因为乒乓球的惯性很小；

1．探究加速度a与力F及质量m的关系，采用的基本方法是控制变量法．

（1）如图所示，保持小车的总质量不变，改变小桶内沙子的质量，从而改变细绳对小车的拉力F，测出小车的加速度，研究小车的加速度与拉力的关系．

使用打点计时器时应注意用电安全．另外，请注意避免小车、砝码及重物等意外落地，以免摔坏器材或砸伤身体．

（2）保持小桶和沙子的总质量不变，即细绳对小车拉力F不变，在小车上增减砝码，改变小车的总质量，测出小车对应的加速度，研究小车的加速度与其质量的关系．

2．测量方法

（1）小车与其上砝码的总质量M——用天平测量．

（2）小车的加速度a——利用打点计时器打出的纸带，由Δs＝aT2来计算．

（3）小车所受的合外力F——用天平测量小桶和沙子的总质量，由G＝mg来计算．

二、实验器材

带有定滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物（小钩码或沙桶等）、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺．

三、实验步骤

1．用天平分别测出小车的质量和小桶的质量，把数据记录下来．

2．按如图所示安装器材．

3．平衡摩擦力：

在木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄垫块，反复移动薄垫块的位置，直至不挂重物的小车在斜面上运动时可保持匀速运动状态．这时小车拖着纸带运动受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡．

4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的沙子，把砝码和沙子的质量记录下来．把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源，再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带，在纸上写上编号．

5．保持小车及车内砝码的质量不变，改变沙子的质量（要用天平称量），按步骤4再做几次实验，将实验时记录的数据填入表格1中．

6．算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格1中．

表格1　物体的质量一定，加速度与受力的关系

实验次数

加速度a/（m·

s－2）

小车受力F/N

1

2

3

4

7.保持沙子和小桶的质量不变，在小车上增减砝码，重复上述步骤4，将实验时记录的数据填入表格2中．

8．算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格2中．

表格2　物体受到的合外力一定，加速度与质量的关系

加速度a/（m·

小车及车内砝

码质量M/kg

小车及车内砝码

质量的倒数/kg－1

四、数据处理

1．探究加速度与力的关系：

以a为纵坐标、F为横坐标，根据表格1中的各组数据在坐标系中描点．如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如图所示．

2．探究加速度与质量的关系：

“a与M成反比”实际上就是“a与成正比”．以a为纵坐标，为横坐标建立坐标系，根据表格2中的数据描点．根据a图像是一条过原点的直线，就能判断a是不是与质量M成反比，如图所示．

3．实验结论

在误差允许的范围内：

（1）物体质量一定时，物体的加速度大小与作用在物体上的合外力成正比．

（2）物体受到的合外力一定时，物体的加速度大小与物体的质量成反比．

（3）综合

（1）

（2）结论，则有：

物体的加速度大小与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比．

五、误差分析

1．系统误差

（1）误差分析：

本实验中所挂重物的重力为G，小车受到细线的拉力为T.由于沙桶是在加速下降，所以T<

G.本实验中用G代替T，故存在系统误差．

（2）减小误差的方法：

所挂重物的质量远小于小车的总质量．

2．偶然误差

因读数不准和操作不当造成的误差．

①质量的测量误差．

②测量纸带上各点间的距离的误差．

③细线或纸带与木板不平行造成的误差．

④平衡摩擦力不够（或过度）造成的误差，该误差使作出的图像在横轴（或纵轴）上产生截距．

（2）减小误差的方法

①用天平和刻度尺测量时按照规范操作的要求进行测量和读数．

②将纸带展开减小摩擦．

③平衡摩擦力时，用打点法验证．

六、注意事项

1．在本实验中，必须平衡摩擦力．平衡摩擦力时不要挂重物．平衡摩擦力后，在后面的实验中不管是改变小桶内沙子的质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力．

2．实验中，必须满足小车及小车上砝码的总质量远大于所挂小桶和沙子的总质量．只有这样，小桶和沙子的总重力才可以视为与小车所受细线的拉力相等．

3．在每次实验时，从尽量靠近打点计时器的位置由静止释放小车，并且先通电后释放小车，在小车到达定滑轮位置时按住小车．

4．利用纸带计算加速度时，应该求每条纸带上加速度的平均值．

5．作图像时，要使尽可能多的点落在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线的两侧．偏离直线较远的点可舍去不予考虑．

1、用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：

A．用天平称出小车和重物的质量；

B．按图装好实验器材；

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂重物；

D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；

E．保持重物的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；

F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；

G．作aM关系图像，并由图像确定aM关系．

（1）该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．

（2）在上述步骤中，有错误的是_____，应把______改为_____．

（3）在上述步骤中，处理不恰当的是____________，应把____________________改为____________________．

[解析]　

（1）实验中认为重物的重力与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力．

（2）电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6V交流电压的学生电源上．

（3）作aM关系图像，得到的是曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改为a关系图像．

[答案]　

（1）平衡摩擦力　B　

（2）D　6V电压的蓄电池　6V交流电压的学生电源　（3）G　作aM关系图像　作a关系图像

一、实验题

1．如图1所示，为探究“质量一定时，物体的加速度与所受合外力关系”的实验装置.

某同学的实验步骤如下：

①用天平测量并记录滑块和拉力传感器的总质量M；

②调整长木板和滑轮，使长木板水平，细线与长木板平行；

③在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放滑块，记录拉力传感器的读数F，根据相对应的纸带，求出滑块的加速度a；

④多次改变托盘中砝码的质量，重复步骤③．

请按要求回答下列问题：

（1）图2是该同学实验得到的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带求出滑块的加速度大小为___________m/s2（结果保留三位有效数字）.

（2）该同学由实验得到的数据，画出如图3所示的F-a图线，图线不通过原点的原因是___________；

（3）该实验还可测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，其值可用M、F0、g表示为μ=___________（其中M为滑块和拉力传感器的总质量，F0为图3中的截距，g为重力加速度），与真实值相比，测得的动摩擦因数___________（选填“偏大”或“偏小”）．

【答案】2.00没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足偏大

【详解】

（1）利用逐差法处理实验数据可得：

，代入数据可得

（2）由图丙可知，当绳子上有拉力时，物体的加速度却为零，由此可知实验之前该同学未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分，故答案为该同学实验操作中没有平衡摩擦力；

（3）根据牛顿第二定律F﹣μMg＝Ma解得：

，故F﹣a图线斜率的k；

，由于纸带与限位孔间的摩擦力或空气阻力，使求得的加速度偏小，导致摩擦力偏大，摩擦因数偏大．

要点二、牛顿第二定律

1、牛顿第二定律的表述

物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

公式为：

F合=ma

2、四点理解牛顿第二定律

（1）同体性

F合、m、a对同一个物体而言。

即：

计算A物体的加速度时，只分析A的受力，不要将B物体受到的力计算到A的表达式中。

（2）矢量性

由公式可以看出，物体受的合力与加速度是同一方向的。

（3）瞬时性

外力消失后，加速度也就立刻消失。

比如，压缩的弹簧将一个小球弹起的过程中，小球受到弹力和重力的作用，加速度向上。

当弹簧恢复原长后，小球就不再受到弹簧的弹力作用，加速度就变成重力加速度，方向向下。

（4）独立性

作用在物体上的几个力，各自产生加速度，互不影响。

比如，物体受到多个力的作用